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常用鑄造方法特點的比較圖

發布時間:2025-06-14 01:18:24

① 鑄造的方法和選擇條件是什麼

鑄造是一種古老的製造方法,在我國可以追溯到6000年前。隨著工業技術的發展,鑄造技術的發展也很迅速,特別是19世紀末和20世紀上半葉,出現了很多的新的鑄造方法,如低壓鑄造、陶瓷鑄造、連續鑄造等,在20世紀下半葉得到完善和實用化。由於現今對鑄造質量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動化等要求的提高,鑄造技術向著精密化、大型化、高質量、自動化和清潔化的方向發展,例如我國這幾年在精密鑄造技術、連續鑄造技術、特種鑄造技術、鑄造自動化和鑄造成型模擬技術等方面發展迅速
鑄造主要工藝過程包括:金屬熔煉、模型製造、澆注凝固和脫模清理等。鑄造用的主要材料是鑄鋼、鑄鐵、鑄造有色合金(銅、鋁、鋅、鉛等)等。鑄造方法常用的是砂型鑄造,其次是特種鑄造方法,如:金屬型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造......等。而砂型鑄造又可以分為粘土砂型、有機粘結劑砂型、樹脂自硬砂型、消失模等等,如下圖:

鑄造方法選擇的原則:
1.優先採用砂型鑄造
據統計,我國或是國際上,在全部鑄件產量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的,而且其中70%左右是用粘土砂型生產的。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以象汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產的。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土干型生產的鑄件可重達幾十噸。
一般來講,對於中、大型鑄件,鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產,可以獲得尺寸精確、表面光潔的鑄件,但成本較高。
當然,砂型鑄造生產的鑄件精度、表面光潔度、材質的密度和金相組織、機械性能等方面往往較差,所以當鑄件的這些性能要求更高時,應該採用其它鑄造方法,例如熔模(失臘)鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。
2.鑄造方法應和生產批量相適應
例如砂型鑄造,大量生產的工廠應創造條件採用技術先進的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機生產線生產率不夠高,工人勞動強度大,雜訊大,不適應大量生產的要求,應逐步加以改造。對於小型鑄件,可以採用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產線、實型造型生產效率又高,佔地面積也少;對於中件可選用各種有箱高壓造型機生產線、氣沖造型線,以適應快速、高精度造型生產線的要求,造芯方法可選用:冷芯盒、熱芯盒、殼芯等高效制芯方法。中等批量的大型鑄件可以考慮應用樹脂自硬砂造型和造芯。
單件小批生產的重型鑄件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能適應各種復雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。可以應用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等;對於單件生產的重型鑄件,採用地坑造型法成本低,投產快。批量生產或長期生產的定型產品採用多箱造型、劈箱造型法比較適宜,雖然模具、砂箱等開始投資高,但可從節約造型工時、提高產品質量方面得到補償。
低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴,所以只適合批量生產。
3.造型方法應適合工廠條件
例如同樣是生產大型機床床身等鑄件,一般採用組芯造型法,不製作模樣和砂箱,在地坑中組芯;而另外的工廠則採用砂箱造型法,製作模樣。不同的企業生產條件(包括設備、場地、員工素質等)、生產習慣、所積累的經驗各不一樣,應該根據這些條件考慮適合做什麼產品和不適合(或不能)做什麼產品。
4.要兼顧鑄件的精度要求和成本
各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,初投資和生產率也不一致,最終的經濟效益也有差異。因此,要做到多、快、好、省,就應當兼顧到各個方面。應對所選用的鑄造方法進行初步的成本估算,以確定經濟效益高又能保證鑄件要求的鑄造方法。
鑄造方法的特點和適用范圍見下表:
鑄造方法 鑄件材質 鑄件重量 表面光潔度 鑄件復雜程度 生產成本 適用范圍 工藝特點
砂型鑄造 各種材質 幾十克~很大 差 簡單 低 最常用的鑄造方法
手工造型:單件、小批量和難以使用造型機的形狀復雜的大型鑄件
機械造型:適用於批量生產的中、小鑄件 手工:靈活、易行,但效率低,勞動強度大,尺寸精度和表面質量低
機械:尺寸精度和表面質量高,但投資大
金屬型鑄造 有色合金 幾十克~20公斤 好 復雜鑄件 金屬模的費用較高 小批量或大批量生產的非鐵合金鑄件,也用於生產鋼鐵鑄件。 鑄件精度、表面質量高,組織緻密,力學性能好,生產率高。
熔模鑄造 鑄鋼及有色合金 幾克~幾公斤 很好 任何復雜程度 批量生產時比完全用機加工生產便宜 各種批量的鑄鋼及高熔點合金的小型復雜精密鑄件,特別適合鑄造藝術品、精密機械零件 尺寸精度高、表面光潔,但工序繁多,勞動強度大
陶瓷型鑄造 鑄鋼及鑄鐵 幾公斤~幾百公斤 很好 較復雜 昂貴 模具和精密鑄件 尺寸精度高、表面光潔,但生產率低
石膏型鑄造 鋁、鎂、鋅合金 幾十克~幾十公斤 很好 較復雜 高 單件到小批量
低壓鑄造 有色合金 幾十克~幾十公斤 好 復雜(可用砂芯) 金屬模的製作費用高 小批量,最好是大批量的大、中型有色合金鑄件, 可生產薄壁鑄件 鑄件組織緻密,工藝出品率高,設備較簡單,可採用各種鑄型,但生產效率低
差壓鑄造 鋁、鎂合金 幾克~幾十公斤 好 復雜(可用砂芯) 高性能和形狀復雜的有色合金鑄件 壓力可控,鑄件成型好,組織緻密,力學性能好,但生產效率低
壓力鑄造 鋁、鎂合金 幾克~幾十公斤 好 復雜(可用砂芯) 金屬模的製作費用很高 大量生產的各種有色合金中小型鑄件、薄壁鑄件、耐壓鑄件 鑄件尺寸精度高、表面光潔,組織緻密,生產率高,成本低。但壓鑄機和鑄型成本高
離心鑄造 灰鐵、球鐵 幾十公斤~幾噸 較好 一般為圓筒形鑄件 較低 小批量到大批量的旋轉體形鑄件、 各種直徑的管件 鑄件尺寸精度高、表面光潔,組織緻密,生產率高
連續鑄造 鋼、有色 很大 較差 長形連續鑄件 低 固定截面的長形鑄件,如鋼錠、鋼管等 組織緻密,力學性能好,生產率高
消失模鑄造 各種 幾克~幾噸 較好 較復雜 較低 不同批量的較復雜的各種合金鑄件 鑄件尺寸精度較高,鑄件設計自由度大,工藝簡單,但模樣燃燒影響環境

② 青銅器的鑄造方法有哪些每個時期的青銅器紋飾

一、青銅器的鑄造方法及其發展
1. 塊范法(商周時代)
塊范法,又稱土范法,是商周時代最先採用的青銅器鑄造方法,也是應用最廣的一種。這種方法的基本步驟包括:製作模型、製作外范和內范、組合范、澆注和修整。
(1)製作模型:模,即母範,可以用陶、木、竹、骨、石等材料製作。模型的表面要細致、堅實,以便在其上雕刻紋飾。
(2)製作外范和內范:外范是用泥土敷在模型外面,脫出用來形成鑄件外廓的鑄型組成部分。內范則是製作一個體積與容器內腔相當的范,通常稱為芯或心型。
(3)組合范:內外范套合,中間的空隙即型腔,其間隔為欲鑄器物的厚度。
(4)澆註:將熔化的銅液注入型腔內,待銅液冷卻後,去除內外范即得到欲鑄器物。
2. 失蠟法(商代中晚期)
失蠟法是一種青銅等金屬器物的精密鑄造方法。該方法先用黃蠟(蜂蠟)等容易熔化的材料製成欲鑄器物的蠟模,然後在蠟模表面澆淋細泥漿,形成泥殼,再在泥殼表面上塗上耐火材料,使之硬化做成鑄型。最後烘烤此型模,使蠟油熔化流出,形成型腔,再向型腔內澆鑄銅液,凝固冷卻後即得到無范痕、光潔精密的鑄件。
二、每個時期的青銅器紋飾特點
1. 春秋早期
春秋早期的青銅器形制承襲西周晚期體系,出現了幾種新的器形,如盆。紋飾與西周晚期相似,但出現了龍類相交纏的紋飾。銘文多為諸侯、卿大夫等婚媾媵器和自作用器的記錄,書體無顯著變化。
2. 春秋中期
春秋中期青銅器和西周中期有某些相似之處,具有早期到晚期過度的特點。紋飾在結構上有新的式樣,但技巧上還不是精工細作,因而仍具有某種粗獷的風味。
3. 春秋晚期
春秋晚期青銅器的形制比較復雜,各地區器用也不盡相同。紋飾共同點大於不同之點,新出現了紅銅鑲的紋飾,包括龍、獸、鳳、鳥以及表現狩獵的各種題材。青銅器銘文以記載自作用器的為多,內容以顯揚器主本人的世家、地位和身份及自詡品德之美為主。
春秋戰國時期,青銅器花紋較商代及西周有很大的變化,特點是過去的饕餮紋、獸面紋等繁縟樣已淘汰,代之以動物紋、植物紋、幾何紋與圖像紋等。東周的花紋成網狀四方連續,說明採用了花版捺印技術,比過去全部雕刻范模的工藝前進了一大步,並出現了鑲嵌、鎏金、金銀錯、細線雕等新興工藝。

③ 銅合金的鑄造方法有哪幾種

鑄造工藝:
各種成分的銅合金的結晶特徵不同,鑄造性能不同,鑄造工藝特點也不同。
1、錫青銅:結晶特徵是結晶溫度范圍大,凝固區域寬。鑄造性能方面流動性差,易產生縮松,不易氧化。工藝特點是壁厚件採取定向凝固(順序凝固),復雜薄壁件、一般壁厚件採取同時凝固。
2、鋁青銅和鋁黃銅:結晶特徵是結晶溫度范圍小,為逐層凝固特徵。鑄造性能方面流動性較好,易形成集中縮孔,極易氧化。工藝特點是鋁青銅澆注系統為底注式,鋁黃銅澆注系統為敞開式。
3、硅黃銅:結晶特徵是介於錫青銅和鋁青銅之間。鑄造性能最好(在特殊黃銅中)。工藝特點是順序凝固工藝,中注式澆注系統,暗冒口尺寸較小。
黃銅以鋅作主要添加元素的銅合金﹐具有美觀的黃色﹐統稱黃銅。銅鋅二元合金稱普通黃銅或稱簡單黃銅。三元以上的黃銅稱特殊黃銅或稱復雜黃銅。含鋅低於36%的黃銅合金由固溶體組成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含鋅30%的黃銅常用來製作彈殼﹐俗稱彈殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36~42%之間的黃銅合金由和固溶體組成﹐其中最常用的是含鋅40%的六四黃銅。為了改善普通黃銅的性能﹐常添加其他元素﹐如鋁﹑鎳﹑錳﹑錫﹑硅﹑鉛等。鋁能提高黃銅的強度﹑硬度和耐蝕性﹐但使塑性降低﹐適合作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能提高黃銅的強度和對海水的耐腐性﹐故稱海軍黃銅﹐用作船舶熱工設備和螺旋槳等。鉛能改善黃銅的切削性能;這種易切削黃銅常用作鍾表零件。黃銅鑄件常用來製作閥門和管道配件等。船舶常用的消防栓防爆月牙扳手,就是黃銅加鋁鑄造而成。

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